Устройство для автоматического слежения за сварным швом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА СВАРНЫМ ШВОМ, содержащее генератор, электромагнитный датчик с питающей и измерительной катушками, следящий привод, формирователь, соединенный с измерительной катушкой датчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности слежения путем повьшения помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено счетным триггером , двумя усилителями, элементом И-НЕ и двумя каналами обработки сигнала , включающими в себя каждый два элемента И, интегрирунидее эвено, компаратор и усилитель, при этом питающая катзтпка датчика выполнена со средней точкой, подключенной к , выводу источника питания, вход триггера связан с генератором, а каждый из выходов через соответствующий усилитель связан с концами -питающей ка, тушки датчика и непосредственно с первыми входами первых элементов И каналов обработки сигналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу формирователя, в каждом из каналов выход первого элемента И сл связан через последовательно соединенные интегрирующее звено, компаратор , второй элемент И с входом усилителя , выходы усилителей обоих каналов соединены с входами привода, причем выходы компараторов каждого канала связаны с соответствующими входами элемента И-НЕ, выход котосо рого связан с вторыми входами вто4 рых элементов И каждого канала. Oi CD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllVEiËÈК

«9< SU «« у В 23 К 9/10 (21) 3560865/25-27 (22) 09.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. -20 (72) П.В. Федоряка, В.Л. Найда, И.Я. Шевченко, В.А. Троицкий, В.Г.Лысак и Л.Г. Чацкис (71) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. E.Î. Патона (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

-454973, кл. В 23 К 9/10, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР 742063, кл. В 23 К 9/10, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА СВАРНЫМ ШВОМ, содержащее генератор, электромагнитный датчик с питающей и измерительной катушками, следящий привод, формирователь, соединенный с измерительной катушкой датчика, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности слежения путем повышения помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено счетньйк. триггером, двумя усилителями, элементом

-HE и двумя каналами обработки сигнала, включающими в себя каждый два элемента И, интегрирующее звено, компаратор и усилитель, при этом питающая катушка датчика выполнена со средней точкой, подключенной к выводу источника питания, вход триггера связан с генератором, а каждый из выходов через соответствующий усилитель связан с концами .питающей ка" тушки датчика и непосредственно с первыми входами первых элементов И каналов обработки сигналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу формирователя, в каждом Е из каналов выход первого элемента И связан через последовательно соединенные интегрирующее звено, компаратор, второй элемент И с входом усилителя, выходы усилителей обоих каналов соединены с входами привода, причем выходы компараторов каждого канала связаны с соответствующими входами элемента И-НЕ, выход кото- O рого связан с вторыми входами вто- ф рых элементов И каждого канала. 41094690

Изобретение относится к автоматизации неразрушающего контроля свар- ных соединений и может быть использовано для автоматического направления ультразвукового или другого 5 датчика неразрушающего контроля по валику усиления сварного соединения, а также при сварке листовых конструкций для слежения за стыком.

Известно устройство для автома- 10 тического направления электрода по стыку, содержащее электромагнитный датчик с питающей катушкой и согласно включенными измерительными катушка 4и, корректор положения сварочной головки и схему управления с каналом фазовой обработки сигнала ухода головки от стыка и каналом обнаружения края изделия с ключевым элементам (1) .

Известное устройство характеризуется сложностью и недостаточной чувствительностью датчика. Кроме то. го, оно может быть использовано только при сварке ферромагнитных 25 материалов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического направления электрода по стыку, содер- ЗО жащее электромагнитный датчик с питающей катушкой и согласно включенными измерительными катушками, корректор положения сварочной головки и схему управления с каналом фазовой обработки сигнала ухода головки от стыка, канал амплитудной обработки сигнала и сумматор сигналов каналов амплитудной и фаэовой обработки (2) .

Недостатком известного устройства является сложность схемы обработки сигнала.

Цель изобретения — повышение точности слежения путем повышения помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического слежения эа сварным швом, содержащее генератор, электромагнитный датчик с питающей и измерительной катушками, следящий привод, формирователь, соединенный с измерительной катушкой датчика, дополнительно снабжено счетным триггером, двумя усилителями, элементом И-НЕ и двумя каналами обра55 ботки сигнала, включающими в себя каждый два элемента И, интегрирующее звено, компаратор и усилитель, при этом питающая катушка датчика выполнена со средней точкой, подключенной к выводу источника питания, вход триг. гера связан с генератором, а каждый из выходов через соответствующий усилитель связан с концами питающей катушки датчика и непосредственно с первыми входами первых элементов И каналов обработки сигналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу формирователя, в каждом из каналов выход первого элемента И связан через последовательно соединенные интегрирующее звено, компаратор, второй элемент И с входом усилителя, выходы усилителей обоих каналов соединены с входом привода, причем выходы компараторов каждого канала связаны с соответствующими входами элемента И-НЕ, выход которого связан с вторыми входами вторых элементов

И.каждого канала.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из генератора

1, счетного триггера 2, усилителей

3 и 4, электромагнитного датчика 5, первого 6 и второго 7 каналов обработки сигналов. .Электромагнитный датчик 5 конструктивно выполнен с двумя взаимно перпендикулярными катушками, где питающая катушка 8 расположена внутри по центру измерительной катушки

9, при этом питающая катушка 8 выполнена со средней точкой. Формирователь

10 соединен с выходом измерительной катушки 9.

Первый канал 6 обработки сигналов содержит первый элемент И 11, интегрирующее звено 13, компаратор 15, второй элемент И 18, усилитель 20. Первый вход первого элемента И 11 соединен с выходом формирователя 10, а выход соединен через интегрирующий элемент 13 с первым входом компаратора 15. Выход компаратора 15 соединен с первыми входами элемента

И-НЕ 17 и второго элемента И 18, выход которого соединен с входом усилителя 20.

Второй канал 7 обработки сигнала содержит первый элемент И 12, интегрирующий элемент 14, компаратор 16, второй элемент И 19 и усилитель 21.

Соединение между элементами второго канала аналогично первому каналу.

Кроме того, устройство содержит элемент И-НЕ 17 и привод 22 корректо25

3 1094 ра. Входы элемента И-НЕ 17 соединены с выходами компараторов 15 и 16, а выход соединен с вторыми входами элементов И 18 и 19. На вторые входы компараторов 15 и 16 подается опорное напряжение.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания импульсный генератор 1 начинает вырабатывать 10 импульсы, которые подаются на вход счетного триггера 2. На прямом и инверсном выходах триггера 2 формируются импульсы, сдвинутые друг относительно друга.

Импульсы с выходов триггера 2 через усилители 3 и 4 подаются на вторые входы первых элементов

И 11 и 12 обоих каналов. Усилители

3 и 4 поочередно включают первое

20 и второе плечи питающей катушки 8.

Катушка 8 датчика 5 выполнена со средней точкой.

Когда датчик устанавливается симметрично над валиком усиления, магнитное поле возбуждающей.катушки 8 возбуждает в плоскости изделия равные по величине и противоположные по направлению вихревые токи, Магнитные поля этих токов пересекая плоскость обмотки измерительной катушки 9, наводят в ней ЭДС противоположньгх направлений, которые взаимно компенсируются.

При смещении валика усиления в какую-либо сторону от оси датчика симметрии и условия компенсации нарушаются. В измерительной обмотке 9 появ ляется ЭДС рассогласования определенной фазы и амплитуды, которая подает

40 ся на вход усилителя-формирователя 10. На выходе формирователя 10 появляются импульсы, которые подаются на первые входы элементов И 11 и 12 обоих каналов 6 и 7. Причт эти им45 пульсы совпадают по времени с им690 пульсами, поданными с выходов счетного триггера 2 на вторые входы первых элементов И 11 или 12 первого 6 или второго 7 канала, При совпадении импульсов на входах первого элемента И 1.1 на выходе интегрирующего звена 13 появляется на- пряжение, которое подается на первый вход компаратора 15. На второй вход компаратора 15 подается опорное напряжение, превышающее уровень шумов.

Изменяя величину опорного напряжения, можно также регулировать зону нечувствительности устройства. !

При превышении сигналом на первом входе компаратора 15 величины опорно- го напряжения на его выходе появляется сигнал логической "1", который через второй элемент И 18 подается на вход усилителя 20, последний, в свою очередь, включает привод 22, осуществляющий перемещение датчика 5 до установки его симметрично валику усиления сварного соединения. ЭДС измерительной катушки датчика 5 взаимно компен» сируется, и.сигнал на выходе канала

6 исчезает. Привод 22 отключается.

Работа второго канала 7 происходит аналогично при смещении валика усиле. ния в противоположную сторону. Элемент И-НЕ 17 служит для исключения одновременного прохождения сигналов, на включение привода 22 от первого и второго каналов, возможного при воздействии на устройство внешних помех.

Таким образом, устройство построено на логических элементах и является достаточно простым, надежным и легко настраиваемым. Использование элементов цифровой техники повышает надежность и помехозащищенность уст-. ройства, что в конечном счете ведет к повышению качества контроля сварно го шца.

1094690

ВНИИПИ Заказ 3490/6

ТнР 1037 Подисное

1н II филиал ППП "Патент", .. уи ород, ул. Проектиеие 4